发明名称 高功率氮化铝铟镓型多晶片发光二极体
摘要 本发明揭示一种提供提高效率及亮度的发光二极体晶片,其具有一本质透明基板并具有定义一细长几何结构之一纵横比。本发明亦揭示一种用以形成并操作该发光二极体晶片的方法。
申请公布号 TWI285966 申请公布日期 2007.08.21
申请号 TW093113335 申请日期 2004.05.12
申请人 普瑞光电股份有限公司 发明人 恒 刘
分类号 H01L33/00(2006.01) 主分类号 H01L33/00(2006.01)
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种用以制造一发光二极体晶片之方法,该方法 包括形成具有定义一细长几何结构的一纵横比之 一本质透明基板。 2.一种用以形成一发光二极体晶片之方法,该方法 包括: 提供一本质透明基板; 形成至少一作用区域于该基板上;以及 切割该基板以形成具有一作用区域的至少一发光 二极体晶片,该区域具有大于1.5比1的一纵横比。 3.如请求项2之方法,其中该作用区域之该纵横比大 于2比1。 4.如请求项2之方法,其中该作用区域之该纵横比系 在1.5比1与10比1之间。 5.如请求项2之方法,其中该作用区域之该纵横比为 4比1。 6.如请求项2之方法,其中该作用区域之宽度为250微 米,而其长度为1000微米。 7.如请求项2之方法,其中该作用区域之宽度为200微 米,而其长度为400微米。 8.如请求项2之方法,其中该作用区域系配置成在3.0 伏特与3.5伏特之间,以及在10毫安/cm2与90毫安/cm2之 间的情况下操作。 9.如请求项2之方法,其中一发光二极体装置系形成 于该基板上。 10.如请求项2之方法,其中该作用区域本质上覆盖 该基板之一表面。 11.如请求项2之方法,其中该基板包括选自包括以 下材料的群组之一材料: 蓝宝石; 尖晶石; 玻璃; ZnO; SiC; MgO; GaN; AlN;以及 AlGaN。 12.如请求项2之方法,其中该作用区域包括氮化铝 铟镓(AlInGaN)。 13.如请求项2之方法,其进一步包括: 形成一上LED层及一下LED层,其配合以定义该作用区 域; 形成一上接触指状物于该上LED层上; 形成一下接触指状物于该下LED层上;以及 形成一反射器于该作用区域与该下接触指状物之 间,该反射器其系配置成反射自该作用区域引向该 下接触指状物的光,使该光离开该下接触指状物以 便提高该发光二极体晶片之一亮度。 14.如请求项2之方法,其进一步包括: 形成一上LED层及一下LED层,其配合以定义该作用区 域; 形成一上接触指状物于该上LED层上; 形成一下接触指状物于该下LED层上;以及 形成一反射器于该作用区域与该下接触指状物之 间的该作用区域上,该反射器其系配置成反射自该 作用区域引向该下接触指状物的光,使该光离开该 下接触指状物以便提高该发光二极体晶片之一亮 度。 15.如请求项2之方法,其进一步包括: 形成一上LED层及一下LED层,其配合以定义该作用区 域; 形成一上接触指状物于该上LED层上; 形成一下接触指状物于该下LED层上; 形成一透明绝缘体于该作用区域与该下接触指状 物之间的该作用区域上;以及 形成一反射器于该透明绝缘体上,该反射器其系配 置成反射自该作用区域引向该下接触指状物的光, 使该光离开该下接触指状物以便提高该发光二极 体晶片之一亮度。 16.如请求项2之方法,其进一步包括: 形成一上LED层及一下LED层,其配合以定义该作用区 域; 形成一上接触指状物于该上LED层上; 形成一下接触指状物于该下LED层上;以及 形成一反射器于该作用区域与该下接触指状物之 间的该作用区域上,该反射器其系配置成反射自该 作用区域引向该下接触指状物的光,使该光离开该 下接触指状物以便提高该发光二极体晶片之一亮 度,并且该反射器系由一介电质形成。 17.如请求项2之方法,其进一步包括: 形成一上LED层及一下LED层,其配合以定义该作用区 域; 形成一上接触指状物于该上LED层上; 形成一下接触指状物于该下LED层上; 形成一透明绝缘体于该作用区域与该下接触指状 物之间的该作用区域上;以及 形成一反射器于该透明绝缘体上,该反射器其系配 置成反射自该作用区域引向该下接触指状物的光, 使该光离开该下接触指状物以便提高该发光二极 体晶片之一亮度,并且该反射器系由一金属形成。 18.一种发光二极体晶片,其包括一本质透明基板并 具有定义一细长几何结构之一纵横比。 19.一种发光二极体晶片,其包括: 一本质透明基板; 一作用区域,其系形成于该基板上;以及 其中该作用区域之一纵横比大于1.5比1。 20.如请求项19之发光二极体晶片,其中该作用区域 之该纵横比大于2比1。 21.如请求项19之发光二极体晶片,其中该作用区域 之该纵横比系在1.5比1与10比1之间。 22.如请求项19之发光二极体晶片,其中该作用区域 之该纵横比为4比1。 23.如请求项19之发光二极体晶片,其中该作用区域 之宽度为250微米,而其长度为1000微米。 24.如请求项19之发光二极体晶片,其中该作用区域 系配置成在3.0伏特与3.5伏特之间,以及在60毫安与 90毫安之间的情况下操作。 25.如请求项19之发光二极体晶片,其中一发光二极 体装置系形成于该基板上。 26.如请求项19之发光二极体晶片,其中该作用区域 本质上覆盖该基板之一表面。 27.如请求项19之发光二极体晶片,其中该基板包括 选自包括以下材料的群组之一材料: 蓝宝石; 尖晶石; ZnO; SiC; MgO; GaN; AlN;以及 AlGaN。 28.如请求项19之发光二极体晶片,其中该作用区域 包括氮化铝铟镓。 29.如请求项19之发光二极体晶片,其进一步包括: 一上LED层及一下LED层,其配合以定义该作用区域; 一上接触指状物,其系形成于该上LED层上; 一下接触指状物,其系形成于该下LED层上;以及 一反射器,其系置放于该作用区域与该下接触指状 物之间,该反射器其系配置成反射自该作用区域引 向该下接触指状物的光,使该光离开该下接触指状 物以便提高该发光二极体晶片之一亮度。 30.如请求项19之发光二极体晶片,其进一步包括: 一上LED层及一下LED层,其配合以定义该作用区域; 一上接触指状物,其系形成于该上LED层上; 一下接触指状物,其系形成于该下LED层上;以及 一反射器,其系形成于该作用区域与该下接触指状 物之间的该作用区域上,该反射器其系配置成反射 自该作用区域引向该下接触指状物的光,使该光离 开该下接触指状物以便提高该发光二极体晶片之 一亮度。 31.如请求项19之发光二极体晶片,其进一步包括: 一上LED层及一下LED层,其配合以定义该作用区域; 一上接触指状物,其系形成于该上LED层上; 一下接触指状物,其系形成于该下LED层上; 一透明绝缘体,其系形成于该作用区域与该下接触 指状物之间的该作用区域上;以及 一反射器,其系形成于该透明绝缘体上,该反射器 其系配置成反射自该作用区域引向该下接触指状 物的光,使该光离开该下接触指状物以便提高该发 光二极体晶片之一亮度。 32.如请求项19之发光二极体晶片,其进一步包括: 一上LED层及一下LED层,其配合以定义该作用区域; 一上接触指状物,其系形成于该上LED层上; 一下接触指状物,其系形成于该下LED层上;以及 一反射器,其系形成于该作用区域与该下接触指状 物之间的该作用区域上,该反射器其系配置成反射 自该作用区域引向该下接触指状物的光,使该光离 开该下接触指状物以便提高该发光二极体晶片之 一亮度,并且该反射器系由一介电质形成。 33.如请求项19之发光二极体晶片,其进一步包括: 一上LED层及一下LED层,其配合以定义该作用区域; 一上接触指状物,其系形成于该上LED层上; 一下接触指状物,其系形成于该下LED层上; 一透明绝缘体,其系形成于该作用区域与该下接触 指状物之间的该作用区域上;以及 一反射器,其系形成于该透明绝缘体上,该反射器 其系配置成反射自该作用区域引向该下接触指状 物的光,使该光离开该下接触指状物以便提高该发 光二极体晶片之一亮度,并且该反射器系由一金属 形成。 34.一种发光二极体晶片,其包括: 一本质透明基板; 一作用区域,其系形成于该基板上; 一上LED层及一下LED层,其配合以定义该作用区域; 一上接触指状物,其系形成于该上LED层上; 一下接触指状物,其系形成于该下LED层上;以及 一反射器,其系置放于该作用区域与该下接触指状 物之间,该反射器其系配置成反射自该作用区域引 向该下接触指状物的光,使该光离开该下接触指状 物以便提高该发光二极体晶片之一亮度。 35.一种发光二极体灯,其包括: 一封装; 至少一发光二极体晶片,其系置放于该封装内,该 或该等发光二极体包括: 一本质透明基板; 一作用区域,其系形成于该基板上;以及 其中该作用区域之一纵横比大于1.5比1。 36.如请求项35之发光二极体灯,其中该封装包括四 反射侧面及一反射底部。 37.如请求项35之发光二极体灯,其中该封装定义一 矩形。 38.如请求项35之发光二极体灯,其中该封装定义一 正方形。 39.如请求项35之发光二极体灯,其中该或该等发光 二极体晶片包括复数个发光二极体晶片。 40.如请求项35之发光二极体灯,其中该或该等发光 二极体晶片包括复数个彼此电性串联的发光二极 体晶片。 41.如请求项35之发光二极体灯,其中该或该等发光 二极体晶片包括复数个彼此电性并联的发光二极 体晶片。 42.如请求项35之发光二极体灯,其中该或该等发光 二极体晶片包括复数个彼此组合式电性串联及并 联的发光二极体晶片。 43.如请求项35之发光二极体灯,其中该或该等发光 二极体晶片包括四发光二极体晶片。 44.如请求项35之发光二极体灯,其中该或该等发光 二极体晶片包括配置成一般定义一正方形的四发 光二极体晶片。 45.如请求项35之发光二极体灯,其中该或该等发光 二极体晶片包括配置成一般定义其一线性阵列的 四发光二极体晶片。 46.如请求项35之发光二极体灯,其中该或该等发光 二极体晶片包括彼此电性串联的四发光二极体晶 片。 47.如请求项35之发光二极体灯,其中该或该等发光 二极体晶片包括彼此电性并联的四发光二极体晶 片。 48.如请求项35之发光二极体灯,其中该或该等发光 二极体晶片包括四发光二极体晶片,其系彼此组合 式电性串联及并联。 49.如请求项35之发光二极体灯,其中该或该等发光 二极体晶片包括复数个彼此电性通信的发光二极 体以定义一网路,以便该网路内的电压趋于最大化 ,而不会使透过任一发光二极体晶片的电流大于一 预定値。 50.如请求项35之发光二极体灯,其中该封装包括具 有其中带有一反射涂层的至少一凹陷之一凹陷封 装,该或该等发光二极体即置放于该凹陷内。 51.如请求项35之发光二极体灯,其中该封装包括具 有复数个凹陷之一凹陷封装,各凹陷中具有一反射 涂层,至少一发光二极体即置放于各凹陷内。 52.如请求项35之发光二极体灯,其中该封装包括具 有四凹陷之一凹陷封装,各凹陷中具有一反射涂层 ,一发光二极体即置放于各凹陷内。 53.如请求项35之发光二极体灯,其中该封装包括具 有四细长凹陷之一凹陷封装,各细长凹陷中具有一 反射涂层,一发光二极体即置放于各细长凹陷内。 54.一种照明装置,其包括: 一电源; 一发光二极体灯,其系与该电源电性通信,该发光 二极体灯包括: 一封装; 至少一发光二极体晶片,其系置放于该封装内,该 或该等发光二极体包括: 一本质透明基板; 一作用区域,其系形成于该基板上;以及 其中该作用区域之一纵横比大于1.5比1。 55.如请求项54之照明装置,其中该电源包括至少一 电池。 56.如请求项54之照明装置,其中该电源包括配置成 与一壁上插座连接的一插头。 57.如请求项54之照明装置,其中该电源包括一交流 电源并进一步包括一直流电源供应,其系耦合以将 自该交流电源供应的交流电流转换成适合于操作 该等发光二极体的直流电。 图式简单说明: 图1为形成于透明蓝宝石基板上的典型现代标准( 300300微米)氮化铝铟镓LED之半示意表示; 图2为现代高功率(1,0001,000微米)氮化铝铟镓LED之 半示意表示,其显示该发光二极体之数位间接触指 状物; 图3A为侧视图,其显示光沿较高折射率材料(例如蓝 宝石基板或磊晶LED层)内的长路径传播,直至其最 终逃入较低折射率材料(例如空气)中; 图3B为侧视图,其显示光沿较高折射率材料(例如蓝 宝石基板或磊晶LED层)内的短路径传播,直至其最 终逃入较低折射率材料(例如空气)中; 图4为依据本发明之细长高功率LED的透视图,该LED 具有高纵横比并具有形成于其一侧面上的反射涂 层; 图5A为平面图,其显示置放在具有形成于封装之内 表面上的反射涂层之凹陷封装内的四2501000微米 LED之一示范性配置; 图5B为沿图5A之线5B所取的、置放在图5A之凹陷封 装内的四2501000微米LED之示范性配置的断面侧视 图; 图6A为平面图,其显示置放在具有形成于封装之内 表面上的反射涂层之凹陷封装内的四2501000微米 LED之另一示范性配置; 图6B为沿图6A之线6B所取的、置放在图6A之凹陷封 装内的四2501000微米LED之示范性配置的断面侧视 图; 图7为依据本发明形成的闪光灯之半示意断面图; 图8A为置放在图5A之凹陷封装内的四LED之示范性配 置,其显示彼此电性串联连接的LED; 图8B为置放在图5A之凹陷封装内的四LED之示范性配 置,其显示二对彼此电性并联连接的LED;以及 图8C为置放在图6A之凹陷封装内的四LED之示范性配 置,其显示所有四彼此电性并联连接的LED。
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